Modelo Dependiente del Tiempo para Rocas Frágiles Considerando la Resistencia a Largo Plazo Determinada a partir de Datos de Laboratorio
Autores: Innocente, James; Paraskevopoulou, Chrysothemis; Diederichs, Mark S.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Modelo Dependiente del Tiempo para Rocas Frágiles Considerando la Resistencia a Largo Plazo Determinada a partir de Datos de Laboratorio
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Extracción y transformación de minerales
Palabras clave
Excavación
Túneles
Fallo frágil
Esfuerzo in situ
Degradación de la resistencia
Modelo LTS
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
La excavación de túneles en rocas frágiles con altas resistencias in situ bajo grandes esfuerzos desviadores ha demostrado exhibir fallos frágiles en la periferia de los túneles paralelos al máximo esfuerzo in situ. Este fallo puede ocurrir de manera instantánea o después de varias horas debido a la degradación de la resistencia que se considera implícita e indirectamente en los modelos constitutivos frágiles típicos. Si bien estos modelos son herramientas poderosas para análisis de ingeniería, no pueden predecir el momento en que ocurre la ruptura frágil, sino que muestran un posible patrón de fallo que ocurre instantáneamente. En este artículo, se introduce un modelo denominado modelo de resistencia a largo plazo (LTS) y se implementa en FLAC2D. El modelo se construye como una versión modificada del modelo CVISC, introducido por Itasca, añadiendo una función de degradación de la resistencia. Esta función se desarrolla a partir de datos de tiempo hasta el fallo (TTF) a escala de laboratorio. El modelo LTS se verifica en comparación con su solución analítica correspondiente utilizando una prueba de laboratorio de fluencia a esfuerzo constante y se implementa en un modelo a escala de túnel utilizando la geometría, el esfuerzo y las condiciones geológicas del Laboratorio de Investigación Subterránea de Energía Atómica de Canadá Limitada (AECL URL). Los resultados del modelo de túnel LTS se comparan luego con un modelo idéntico utilizando el enfoque de Fortalecimiento por Fricción de Degradación de Cohesión (CWFS).
Descripción
La excavación de túneles en rocas frágiles con altas resistencias in situ bajo grandes esfuerzos desviadores ha demostrado exhibir fallos frágiles en la periferia de los túneles paralelos al máximo esfuerzo in situ. Este fallo puede ocurrir de manera instantánea o después de varias horas debido a la degradación de la resistencia que se considera implícita e indirectamente en los modelos constitutivos frágiles típicos. Si bien estos modelos son herramientas poderosas para análisis de ingeniería, no pueden predecir el momento en que ocurre la ruptura frágil, sino que muestran un posible patrón de fallo que ocurre instantáneamente. En este artículo, se introduce un modelo denominado modelo de resistencia a largo plazo (LTS) y se implementa en FLAC2D. El modelo se construye como una versión modificada del modelo CVISC, introducido por Itasca, añadiendo una función de degradación de la resistencia. Esta función se desarrolla a partir de datos de tiempo hasta el fallo (TTF) a escala de laboratorio. El modelo LTS se verifica en comparación con su solución analítica correspondiente utilizando una prueba de laboratorio de fluencia a esfuerzo constante y se implementa en un modelo a escala de túnel utilizando la geometría, el esfuerzo y las condiciones geológicas del Laboratorio de Investigación Subterránea de Energía Atómica de Canadá Limitada (AECL URL). Los resultados del modelo de túnel LTS se comparan luego con un modelo idéntico utilizando el enfoque de Fortalecimiento por Fricción de Degradación de Cohesión (CWFS).